李小磊
,
马晓雯
,
常允乐
,
张会臣
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.06.007
目的 降低微通道的流动阻力.方法 借助激光加工、自组装技术和化学涂覆技术,在Si基底上制备了3种不同润湿性的表面,通过组装获得具有不同润湿性壁面的微通道.采用微观粒子成像测速技术(μ-PIV),对构建的微通道单侧滑移流动和双侧滑移流动进行测试.结果 Si表面沉积自组装分子膜、微结构加工结合自组装分子膜沉积及构筑微结构后,进行纳米二氧化硅涂覆的接触角分别为114.6°、142.7°和155.4°.亲水壁面A与疏水壁面B、C和超疏水壁面D组成的微通道,B、C和D壁面的滑移速度分别为0.018、0.022、0.029 m/s.B-D通道的平均流速比B-C通道提高了0.85%,C-D通道的平均流速比C-C通道提高了5.25%.结论 疏水壁面处均存在较明显的滑移速度,且壁面疏水性越强,滑移速度越大.当两侧壁面均为疏水壁面时,一侧壁面疏水性的提高可以增加另一侧壁面疏水性对整体减阻效果的影响,但会迫使另一侧疏水壁面的滑移速度减小.流场中最大速度位置会偏向疏水性较强的一侧壁面,且两侧壁面润湿性的差距越大,其偏离距离越大.
关键词:
微通道
,
润湿性
,
疏水壁面
,
单侧速度滑移
,
双侧速度滑移
,
阻力
张会臣
,
孙昌国
,
严立
材料研究学报
doi:10.3321/j.issn:1005-3093.2004.03.013
在原子力显微镜上,对分子链长相同、官能团不同的两种自组装分子膜的摩擦特性进行了研究,分析了载荷和滑动速度对自组装分子膜摩擦特性的影响.结果表明:自组装分子末端官能团的化学活性越强,形成的自组装分子膜的团簇特征越显著;对于两种短链自组装分子,摩擦力随着载荷的增大而增大,而滑动速度的影响在自组装分子末端官能团化学活性较大时才表现出来.形成结构稳定的自组装分子膜后,摩擦力比成膜初期的自组装分子膜显著降低,具有减摩效应.具有较强化学活性官能团的自组装分子膜,当载荷增加到一定值以后,会失去减摩效应,其化学活性越强,摩擦力越大.
关键词:
有机高分子材料
,
材料表面与界面
,
原子力显微镜
,
摩擦
,
自组装单分子膜
,
官能团
潘明阳
,
张占平
,
张会臣
,
严立
,
郑宇礼
,
李劲
,
柯伟
腐蚀学报（英文）
研究了环氧沥青基有机涂层对16Mn钢腐蚀疲劳(CF)行为的影响.在恒幅疲劳载荷控制下比较了裸样与涂层试样在空气、自然海水及不同阴极保护条件下的寿命变化规律.测量了试样在海水中CF过程自腐蚀电位随循环周次的变化,在不同阴极保护条件下记录了阴极电流随循环周次的变化情况.结果表明,虽然在海水中环氧沥青基有机涂层明显地提高了16Mn钢的CF寿命,但涂层作用机理并非只是简单的介质隔离作用.在不同阴极保护条件下,有涂层试样和无涂层试样表现出了不同的规律,这意味着两者的腐蚀疲劳存在不同的作用机制.海水中的Ca、Mg离子
关键词:
环氧沥青
,
organic coating
,
corrosion fatigue
,
cathodic protection
李杰
,
张会臣
功能材料
基于位错刻蚀理论利用溶液浸泡处理A1-Mg-Si合金在其表面形成微观粗糙表面结构,采用自组装技术在此表面制备FDTS自组装分子膜.采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和表面粗糙度仪对试样表面形貌进行了表征；采用接触角测量仪对试样表面接触角进行了测量.结果表明,试样经溶液浸泡处理和沉积自组装分子膜后,其表面润湿性实现了由亲水到超亲水再到超疏水的转变；改变溶液浸泡时间得到具有不同微观结构的表面,沉积自组装分子膜后得到的超疏水表面具有不同的滚动接触角,其表面黏附力具有明显差异.分析认为,超疏水表面的获得是溶液浸泡处理得到的粗糙表面结构和低表面能物质FDTS自组装分子膜共同作用的结果；表面黏附力的差异是试样表面微观形貌的不同造成水滴在其表面所处状态的差异引发的.
关键词:
超疏水
,
位错刻蚀
,
溶液浸泡
,
自组装
,
黏附力
张会臣
,
高玉周
,
许晓磊
,
刘世永
材料保护
doi:10.3969/j.issn.1001-1560.2004.z1.024
采用球盘摩擦副对密炼机转子用3种堆焊涂层的磨损特性进行了研究.结果表明,高铬堆焊涂层由于自动堆焊过程中温度过高而产生过热,出现粗大枝晶组织,硬度较低,耐磨性较差.而手工堆焊涂层形成细小的等轴晶,硬度较高,耐磨性较好.
关键词:
堆焊涂层
,
磨损特性
,
密炼机转子
张会臣
,
高玉周
,
孙昌国
,
刘莎
,
严立
中国有色金属学报
在原子力显微镜上对采用离子束增强沉积方法制备的4种纳米金属薄膜的摩擦特性进行了研究,分析了载荷和滑动速度对金属薄膜摩擦特性的影响,并对4种纳米金属薄膜的特性进行了比较.结果表明:铜薄膜的摩擦力随着滑动速度的增加而基本保持不变,镍薄膜的摩擦力随着滑动速度的增加而略有增加,钛薄膜的摩擦力随着滑动速度的增加而显著增加,而铝薄膜的摩擦力随着滑动速度的增加而减小;4种纳米薄膜的摩擦力均随着载荷的增大而增大,并且都存在一个载荷值,超过这个值,接触刚度增大,摩擦力急剧增加;4种薄膜中,铜薄膜的摩擦力最小,铝薄膜在载荷较大时的摩擦力最大;4种纳米金属薄膜摩擦特性的差异与薄膜的结构、形貌特征有关.
关键词:
纳米薄膜
,
摩擦
,
离子束增强沉积
,
原子力/摩擦力显微镜
孙昌国
,
张会臣
稀有金属材料与工程
为了使钛金属应用于具有相对运动的摩擦副,采用自组装技术对钛金属表面进行改性处理,并对制备的试样进行紫外照射.利用接触角测量仪、原子力显微镜和微摩擦磨损试验机对制备的试样进行表征和摩擦学特性测试,探讨不同方法进行钛金属表面羟基化的作用效果,并分析载荷、滑动速度以及紫外照射对试样摩擦学特性的影响.结果表明:Piranha溶液结合紫外照射能有效地提高钛基底的羟基化程度,经FOTS(Perfluorooctyltrichlorosilane)自组装分子膜改性处理的钛金属表面平整均匀,具有疏水特性和良好的摩擦学性能.Si_3N_4球与FOTS自组装分子改性处理试样间的摩擦系数随载荷和滑动速度的增大而增大.紫外照射5 min可有效地提高FOTS自组装分子膜改性处理的效果,在降低摩擦系数的同时,薄膜也具有良好的耐久性.
关键词:
自组装单分子膜(SAMs)
,
紫外照射
,
摩擦
,
磨损
连峰
,
张会臣
,
高玉周
,
庞连云
中国有色金属学报
采用激光表面改性的方法对Ti6Al4V合金进行纹理加工.采用表面粗糙度测试仪、接触角测量仪和X射线衍射仪对激光纹理加工试样的表面特性进行表征,采用磁致伸缩超声振动仪对试样的抗空蚀特性进行测试,采用光学显微镜和扫描电子显微镜对试样空蚀前、后的表面形貌进行观测.结果表明:经激光表面纹理加工,试样的硬度由337HV提高到550HV,水接触角增大10o;激光纹理加工试样的抗空蚀特性有所改善,特别是对于具有较小间距网格形状的表面纹理试样,其表面空蚀面积的比例小于抛光试样的1/10;激光纹理加工试样的抗空蚀特性的改善与硬度梯度效应、缓冲空泡运动和限域作用等效应相关.
关键词:
钛合金
,
表面纹理
,
空蚀
,
激光加工
高玉周
,
严立
,
王亮
,
张会臣
材料热处理学报
doi:10.3969/j.issn.1009-6264.2004.04.012
采用球形压痕试验,在高速钢基体上对电弧离子镀工艺沉积制备的(Ti,Nb)N膜层断裂性能进行评价.在600N载荷下,在压痕的周围只产生径向裂纹;统计分析压痕周围产生的裂纹,采用裂纹密度函数β,对膜层的断裂性能进行了分析.结果表明:(Ti,Nb)N均质膜层在显微硬度提高的同时,裂纹密度β增加,膜层的脆性增大,断裂韧度下降.TixNb1-xN梯度膜具有较高膜层显微硬度,仍然具有较好的断裂韧度,预渗氮处理的膜层裂纹密度较小,膜层的断裂韧度最好.采用裂纹密度函数β统计分析,通过对(Ti,Nb)N膜层压痕试验,可以很好的定量和半定量地比较膜层的断裂性能.
关键词:
压痕试验
,
断裂性能
,
裂纹密度函数
,
(Ti,Nb)N
李杰
,
张会臣
,
连峰
,
庞连云
功能材料
利用激光在硅基底上加工具有规则点阵结构的表面纹理,采用自组装技术在此硅表面制备全氟辛烷基三氯硅烷自组装分子膜.采用扫描电子显微镜和表面形貌仪对硅试样表面进行形貌分析,采用接触角测量仪测量试样的接触角.结果表明,激光加工后的硅试样表面纹理深度和表面粗糙度均随激光加工间距的增加而逐渐变大,试样表面的去除量随光照时间的增加而增大.通过激光加工和沉积自组装分子膜,硅试样表面的水接触角显著增大,最大可达到156°,且试样的水接触角随激光加工间距的减少而增大.试样接触角测量值与Cassie模型预测值相一致,当点阵直径与加工间距比＜0.510时,硅试样表面为超疏水表面.
关键词:
超疏水
,
硅
,
激光加工
,
自组装分子膜
,
接触角
